Termiczne oddziaływania pieca

Przy nagrzaniu się konstrukcji pieca, gdy jest ona kotwiona w fundamencie, powstają termiczne oddziaływania. Z reguły występuje to przy zakotwieniu opancerzenia pieca w fundamencie. Najczęściej jest tak, że piec jest w obu kierunkach ściągany ściągami stalowymi. Czasami dolnymi ściągami jest fundament pieca. W związku z tym siły rozciągające są przez niego przejęte (nauka do uprawnień budowlanych).

W momencie, gdy piec będzie powodował nagrzewanie się jego fundamentu, to nagrzewanie to odbędzie się w trzech fazach:
a) podczas rozruchu,
b) w czasie ciągłej dłuższej pracy pieca,
c) podczas wygaszania pieca.

Pierwsza i trzecia faza to obciążenia zmienne krótkotrwałe. Druga z kolei jest obciążeniem zmiennym długotrwałym. Czas, który jest potrzebny na rozruch i na wygaszanie pieca odpowiada przypadkowi nieustalonego przepływu ciepła w fundamencie. Z kolei czas ciągłej pracy pieca odpowiada przypadkowi ustalonego przepływu ciepła. W niewielki sposób mechanizmy pieca oddziałują na inne obciążenia. Jest to związane z bardzo wolnymi ruchami tych mechanizmów (program do egzaminu na uprawnienia na komputer).

Należą one do drugorzędnych obciążeń, a ich charakter jest miejscowy. Z reguły dotyczy to małych obszarów fundamentu. Nie wpływają one na rozkład oddziaływań w gruncie pod fundamentem.

Obciążenia awaryjne

Nie mają znaczenia obciążenia awaryjne, czyli siły bezwładności, które powstały na skutek nagłego zatrzymania urządzenia. Są one z reguły takie same jak siły przy normalnym zatrzymaniu pieca. Zdarza się tak, że może wystąpić awaria związana transportem zewnętrznym, a zwłaszcza transportem za pomocą suwnic. Przykładem jest transport pieców wgłębnych, gdzie wlewki transportowane są suwnicami kleszczowymi. Może tam nastąpić wyślizgnięcie wlewka z kleszczy. Jeżeli taki wlewek spadnie na konstrukcję, to może nastąpić jej poważne uszkodzenie bądź zniszczenie.

W hutach, które umiejscowione są w rejonie obszaru górniczego, często pojawia się wpływ eksploatacji górniczej. Takie oddziaływanie trzeba wziąć pod uwagę w momencie dokonywania obliczeń statycznych. Istotne to jest zwłaszcza dla jednostek o dużych wymiarach w rzucie poziomym (akty prawne do egzaminu na uprawnienia budowlane).

Wpływy termiczne

Nie wszystkie fundamenty pieców grzewczych mogą się nagrzać od stojących na nich pieców. Wszystko zależy nie tylko od rodzaju pieca, ale też od rozwiązań konstrukcyjnych. Czasami piece są umieszczone na konstrukcji pośredniej – np. na pomoście, konstrukcji ramowej czy słupach. Wtedy fundament znajduje się daleko od miejsca, gdzie może oddziaływać termicznie piec. Żeby móc obliczyć statycznie takie fundamenty, to należy wykonać obliczenia dla fundamentów zimnych.

Inne rodzaje fundamentów podlegają wpływom termicznym. Zdarza się, że mogą wystąpić takie przypadki, gdzie zostaną nagrzane niewielkie części fundamentu albo jego niektóre elementy takie jak słupy, belki czy ustroje ramowe. Może też być tak, że nagrzeją się dosyć pokaźne partie fundamentów bądź one całe. Wówczas wpływ temperatury decyduje o rozkładzie reakcji pod fundamentem, a tym samym i o układzie sił działających na fundament (egzamin ustny na uprawnienia budowlane).

Sposoby nagrzewania fundamentów

Fundamenty mogą nagrzewać się w poniższy sposób:
– podczas bezpośredniego kontaktu z medium grzewczym pieca,
– przez przewodnictwo cieplne materiałów wykładziny pieca przy bezpośrednim zetknięciu się jego powierzchni z fundamentem,
– od promieniujących otworów pieca,
– od zewnętrznych powierzchni pieca przez promieniowanie i konwekcję.

Norma PN-64 B-02009 dotycząca obciążeń stałych i zmiennych klasyfikuje je jako obciążenia stałe. Obciążenia od parcia ziemi zalicza się do zmiennych. Poprawniej byłoby jednak, gdyby parcie ziemi od samego gruntu zaliczyć do obciążeń stałych, co dokonano w powyższym ujęciu obciążeń.